Жизнь подо льдом: от микробов Антарктики до спутника Юпитера
Поиск жизни за пределами Земли заставляет задуматься: одиноки ли мы во Вселенной? Может ли жизнь в других мирах быть похожей на микробную, с которой мы делим нашу планету?
Одноклеточные организмы были первыми формами жизни на Земле миллиарды лет назад. Они невероятно устойчивы и могут процветать в экстремальных условиях: у горячих гидротермальных источников на дне океана, в солёных озёрах и даже внутри горных пород.
Европа — ледяной спутник Юпитера
Один из самых перспективных кандидатов на наличие жизни в Солнечной системе — Европа, спутник Юпитера. Это ледяной океанический мир, где из-под толстой ледяной коры бьют гейзеры воды.
Хотя температура на поверхности постоянно держится ниже -220°F, подлёдный океан Европы интересует астробиологов. Вода — ключевой растворитель для биохимических реакций, известных нам форм жизни. Углерод — ещё один важнейший строительный блок жизни (сахара, белки, ДНК, липиды).
В сентябре 2023 года две независимые группы учёных обнаружили, что твёрдый CO2 на поверхности Европы, скорее всего, происходит из её подлёдного океана. Одна из групп также выдвинула гипотезу, что океаны окислены — химическое состояние, поддерживающее современную земную биосферу.
Такие признаки, как органический углерод и вода, называются биосигнатурами — химическими или физическими маркерами, требующими биологического происхождения. Обнаружение множества взаимодополняющих биосигнатур на таких телах, как Европа, укрепляет аргументы в пользу возможности жизни за пределами Земли.
От Европы к Антарктике: изучение подлёдных микробов
Поскольку Европа находится на расстоянии более 390 миллионов миль, учёные изучают земные аналоги — экстремальные среды, условия которых имитируют условия далёких миров.
Джилл Микуцки, доцент Университета Теннесси, изучает один такой объект: Кровавый водопад в Сухих долинах Мак-Мердо в Антарктиде. Это место, где солёная подледниковая экосистема просачивается на поверхность. Содержащееся в воде железо окисляется при контакте с воздухом, окрашивая воду в кроваво-красный цвет.
«Кровавый водопад — отличный аналог для изучения океанических миров, потому что это одно из немногих мест, где жидкость перемещается из-подо льда на поверхность», — объясняет Микуцки. — «Кроме того, она солёная, это как миниатюрный океанический мир, который периодически выбрасывает порции подледниковой жидкости — и её микробное содержимое».
Эти особенности напоминают гейзеры Европы. «У Кровавого водопада мы можем изучать, какова жизнь подо льдом, что представляет собой переход на поверхность и как происходит выживание на поверхности», — говорит Микуцки.
В 2009 году Микуцки и коллеги опубликовали работу, в которой подробно описали, как микробы под ледником Тейлор могут циклировать серу и использовать железо в качестве конечного акцептора электронов (роль, которую на поверхности Земли для многих организмов играет кислород).
Такой метаболизм происходит в анаэробных условиях (при ограниченном количестве кислорода). Эта экосистема погребена глубоко подо льдом и, возможно, была изолирована от внешнего мира более 1 миллиона лет.
Микробные клетки подо льдом растут очень медленно, возможно, им требуется год или более для деления. «Всё до сих пор поражает мой разум», — признаётся Микуцки.
Будущие миссии на Европу
В ближайшие десятилетия мы лучше рассмотрим Европу благодаря двум миссиям:
- JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) Европейского космического агентства (запущена в апреле 2023 года).
- Europa Clipper от NASA (запуск запланирован на октябрь 2024 года).
Цель миссии Clipper — измерить толщину ледяной коры, изучить обмен между поверхностью и океаном, а также состав и геологию Европы. Оба космических аппарата должны достичь своих целей в 2030-х годах.
Возможность существования жизни за пределами Земли — и того, что она может сильно отличаться от нашей, — одновременно волнующа и заставляет задуматься. Если мы никогда не найдём инопланетную жизнь, это будет означать, что произошедшее на Земле было невероятно уникальным. Если же найдём, это может перевернуть наши представления о жизни и показать, что мы не одиноки в безграничном космосе.